银杏叶中活性物质提取方法的研究进展_杨洪欣.pdf

2023,Vol.37,No.1论文综述收稿日期:20220407基金项目:2022 年校大学生科技创新项目(No.2022DKC15)作者简介:杨洪欣(2002),女,高职在读,E-mail:1503358257 ;通信作者:闫启东(1979),男,副教授,主要从事药品分析的研究,E-mail:doi:10 16597/j cnki issn 1002154x 2023 01 010银杏叶中活性物质提取方法的研究进展杨洪欣 商宇铠 闫启东 余科杰 许 乐林立鸿 金昌权 沈林丽 林俊豪(台州职业技术学院 医学与制药工程学院,浙江 台州 318000)摘 要 银杏叶是银杏纲银杏目下的一种落叶乔木的叶子,银杏叶含有多种生物活性物质,对治疗冠心病、心绞痛和高脂血症有明显的作用。银杏叶提取物活性成分有很多,主要包含黄酮类化合物、-羟色胺类内酯以及苷类。作者综述了银杏叶中不同物质的提取方法,包括超声波辅助酶法、微波辅助提取法、超临界 CO2萃取法以及溶剂热法提取法等;总结归纳了不同提取物质的作用,包括抗氧化、抗病毒、抗炎以及抗肿瘤等;总结银杏叶活性物质提取方法的优点,展望了银杏叶活性物质的应用前景。关键词 银杏叶 提取方法 活性物质 用途中图分类号:TQ028 文献标志码:AResearch Progress on Extraction Methods of Active Substances fromGinkgo Biloba LeavesYang Hongxin Shang Yukai Yan Qidong Yu Kejie Xu LeLin Lihong Jin Changquan Shen Linli Lin Junhao(Department of Medicine and Pharmaceutical Engineering,Taizhou Vocational andTechnical College,Zhejiang Taizhou 318000)Abstract Ginkgo biloba leaf is the leaf of a deciduous tree of the order Ginkgo biloba L.Ginkgo biloba leafcontains a wide range of biologically active substances,which has a significant effect on the treatment of coronaryheart disease,angina and hyperlipidemia.There are many kinds of active ingredients in Ginkgo biloba extract,mainlyflavonoids,-serotonin lactones and glycosides.In this review,the extraction methods of different substances inGinkgo biloba are reviewed,including ultrasonic auxiliary enzyme method,microwave auxiliary extraction method,supercritical CO2extraction method and solvothermal extraction method.The role of different extracted substances issummarized,which included antioxidant,antiviral,anti-inflammatory and anti-tumor effects.The advantages of theextraction method of active substances of Ginkgo biloba leaf are summarized,and the application prospects of activesubstances of Ginkgo biloba leaf are prospected.Keywords Ginkgo biloba leaf extraction method active substance use 银杏(Ginkgo biloba L.)叶为银杏科银杏属植物的叶子。银杏叶提取物活性成分有很多种,主要是黄酮类化合物1、-羟色胺类内酯以及苷类2。其中金褐色黄酮类、呫吨类等金黄色银杏酸类物质,可引24第 37 卷第 1 期Vol 37,No 1化工时刊Chemical Industry Times2023 年 2 月Feb.2023 杨洪欣 等.银杏叶中活性物质提取方法的研究进展2023,Vol.37,No.1起人 体 过 敏 反 应。黄 酮 类 化 合 物 中 除 了 皂 苷(Saponin,S)、山柰素(Kaempferol,K)、异鼠李素(Isorhamnetin,I)等皂苷外,还含有其他 20 多种黄酮类化合物。银杏叶提取物主要含有银杏内酯 A、B、C、M、J,均具有其他植物内酯所不具备的特殊三维结构。银杏叶还有很高的药用价值,例如扩张人体血管,改善大脑循环,调整内分泌系统与脂质的代谢,抗恶性肿瘤,防治老年痴呆症等3 5。银杏叶提取物食用安全,我国正在审核以其为主要原料新型环境保健饮料添加剂的应用6。本文针对银杏叶中活性物质的提取法和化学物质成分及其作用进行分析综述。1 银杏叶的提取方法目前国内外针对银杏叶中化学物质的提取方法种类很多,主要包括超声波辅助提取法7、超临界CO2萃取法8、微波辅助提取法、酶解提取法9、溶剂热法提取法、微波-超声波联合提取技术、高效液相色谱法、多黏类芽孢杆菌发酵法等。1.1 超声波辅助提取法1793 年,斯帕拉捷发现了超声波。他是意大利著名的生物学家、博物学家以及实验生理学家10。超声波辅助萃取技术因具有增强萃取速度和效率、节约能源、环保等优点11,所以又被称为“绿色技术”。超声波技术对于热不稳定活性材料的加工具有开创性的应用前景。目前新兴的微波-超声波联合提取技术,已成为科技研究的方向。随着设备和技术的不断完善,超声波提取技术将会在不同领域中越来越受到重视,前景也十分广阔12。豆佳媛等13将干燥的银杏叶粉碎过筛,再按照芦丁标准曲线法的测定方法,测量银杏叶所含黄酮的质量浓度,并计算提取率。结果表明,超声辅助下的提取率较传统提取率的结果更优。其操作流程图如图 1。图 1 豆佳媛等操作流程Fig.1 The operation process of Dou Jiayuan et al.杜若源等14先配置芦丁标准溶液绘制芦丁标准曲线,再按如图 2 操作流程,改变提取物质的浓度、固液比、提取时间等因素,得出最佳的提取工艺条件。最大提取率大约为 80.8%。此种方法与传统的提取方式相比具有时间较短且更安全的优点。图 2 杜若源等操作流程Fig.2 Operation process of Du Ruoyuan et al.1.2 超临界 CO2萃取法20 世纪 80 年代中期,日本学者最早将临界 CO2萃取技术应用于药用植物成分分析15。CO2好制取且能在生产中重复利用,具有环保的优点。孙婷16采用超临界 CO2萃取银杏叶粉末,并进行了正交实验设计,考查因素分别是温度、压力、时间、夹带剂。图 3 所示为最优操作流程。此方法提取效率高,产物符合标准。图 3 孙婷的操作流程Fig.3 The operation process of Sun Ting et al.1.3 微波辅助提取法1986 年,第一次有学者公开报道了微波技术在天然产物萃取方面的应用17。微波辅助提取法是利用微波加热的特性对物料中目标成分进行选择性提取的方法。张玲玲等18分析比较了银杏叶的不同提取方法,认为微波辅助提取物质是最好的,结果表明该操作流程(图4)具有时间短、灵敏性好、结果精度高等特征。该提取方法可广泛应用于银杏树枝叶中总黄酮的提取,其萃取效率高、操作简便,对绿色环境友好。图 4 张玲玲等操作流程Fig.4 The operation flow of Zhang Lingling et al.1.4 酶解提取法20 世纪中叶,酶化学得到了迅速发展19。酶解法是通过酶的催化作用让物质分解的方法。石会军等20首先采用了单因素实验分别研究酶解提取银杏叶中黄酮的过程,并对结果进行优化。得到最佳条件操作流程如图 5,此时提取率达到最高。图 5 石会军等操作流程Fig.5 The operation process of Shi Huijun et al.342023,Vol.37,No.1论文综述1.5 溶剂热法提取法1990 年,Popolitov 第一次公开报道用大块水晶晶体制作透明高压釜,使得人们第一次直接观察到反应热的情况21。李大枝等22通过图 6 操作流程,再以槲皮素(Quercetin,Q)、K、I 为对照,可以分别计算样品中 Q、K、I 的含量。结果表明此操作下银杏叶中所提取银杏总黄酮苷的含量较传统更加高效,环保节能,有极大的发展空间。图 6 李大枝等操作流程Fig.6 The operation process of Li Dazhi et al.1.6 微波-超声波联合提取技术20 世纪 80 年代末,科学家首次提出了微波-超声波联合使用的概念23。王新雯等24利用了微波 超声波联合提取法提取银杏叶中的黄酮。通过单因素实验优化了提取条件(料液比、乙醇浓度、微波时间、超声时间),再通过正交实验的方法研究这 4 个因素对黄酮提取率的影响。最终得出如图 7 的操作流程图。图 7 王新雯等操作流程Fig.7 Operation flow of Wang Xinwen et al.1.7 高效液相色谱法20 世纪 60 年代末,高效液相色谱法(HPLC)25出现。杨金鑫等26通过建立 HPLC 来提取并检测银杏叶提取物中的黄酮醇甙类物质的浓度,得到了黄酮醇甙类物质中的 Q、K、I 等 3 种主要成分的浓度。对银杏叶粉中的黄酮醇甙的进一步应用和研究也提出了依据。其操作流程如图 8。图 8 杨金鑫等操作流程Fig.8 operating procedures of Yang Jinxin et al.1.8 多黏类芽孢杆菌发酵法1994 年,Ash 等建立了类芽孢杆菌属,并将多黏类芽孢杆菌立为类芽孢杆菌属的模式菌种27。多黏类芽孢杆菌能够生成多种代谢活性物质。马波等28将银杏叶粉末放入发酵培养基对其进行灭菌处理,再接种,发酵之后再进行减压过滤,浓缩定容,得到种子培养液。取活化后的多黏类芽孢杆菌两环,接入种子培养基中,再按照图 9 流程操作,得到银杏叶黄酮取得率为 4.34%。图 9 马波等操作流程Fig.9 The operation process of Ma Bo et al.2 银杏叶中活性物质的作用药理研究表明,银杏叶活性提取物可用于人体相关疾病的治疗。现代医学也证明了银杏叶含有很多药用成分,是制作抗血栓、抗癌变等新药的主料。同时其还具有抗氧化活性、抗病毒、抗炎等作用。2.1 抗氧化作用银杏叶中的黄酮提取物对于 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH,图 10)自由基具有优良的清除作用,是一种天然抗氧化剂29。尹丽等30进行了银杏提取物清除 DPPH 自由基的测定。得出结论,银杏叶黄酮能够有效地清除掉DPPH 自由基,在其浓度为 0.1 1.0 gL-1时效果尤为明显,在这一区间内,银杏叶黄酮增加,清除效果也随之增加。丁立好等31将机械力辅助乙醇提取、酸水提取、碱水提取、乙醇回流提取这 4 种方法获得的银杏叶提取液稀释成不同浓度,以 2,6-二叔丁基对甲酚(BHT,图 11)为对照,测定其对 DPPH 的清除能力。得到结论,银杏叶提取物对 DPPH 的清除能力高于BHT,机械力辅助乙醇提取和乙醇回流提取的银杏叶提取物的抗氧化性要高于另两种方法。图 10 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)结构式Fig.10 Structure of 1,1-Diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine(DPPH)44杨洪欣 等.银杏叶中活性物质提取方法的研究进展2023,Vol.37,No.1图 11 2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)结构式Fig.11 Structure of 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol(BHT)2.2 抗病毒和抗凝结作用银杏中的双黄酮类化合物有抗病毒、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性32。Pan 等33从分子层次上细致研究了穗花杉类双黄酮与组织蛋白酶 B 的相互作用。这些抗癌物质可直接作用于恶性肿瘤细胞,从而起到控制乳腺癌细胞和宫颈癌细胞生长的效果34。Maerz 等35首次利用胚胎中的大鼠心肌细胞建立了心肌梗死模型,在低氧的环境下来诱导细胞凋亡,通过对此模型的考察,发现银杏内酯对心肌细胞有保护作用。异银杏双黄酮能够通过体内给药的方式来抑制血小板的聚集,从而防止血液凝固,对于血栓患者有很大的帮助。此外双黄酮化合物能够调节血糖和血脂的含量,降低中风的风险。有研究表明穗花杉双黄酮可以阻止-淀粉状蛋白聚合,防止老年痴呆症的发生,且双黄酮类化合物的活性强于单黄酮36,37。2.3 抗菌作用张秀丽等38在研究银杏酸对痤疮致病菌生长影响时,得出结论:银杏酸对痤疮有良好的治疗作用。沈凤俊等39研究了银杏酸对真菌的抗菌机理,发现银杏酸通过改变真菌细胞膜的通透性使细胞中的酶含量降低来起到抑制真菌的作用。3 总结和展望超声波提取法利用超声波产生的强空化等作用,提高黄酮类物质的提取效率,并可避免高温引起的活性成分的流失,从而提高银杏叶中黄酮的提取率40。微波辅助法加热快,升温速度快。热溶剂法简单容易控制,且还能够有效避免各种可能的有毒气体在空气中的挥发。HPLC 应用范围广,适合分析高沸点、大分子物质,具有分析速度快、重复性好、分辨率以及灵敏度高等优点。多黏类芽孢杆菌发酵法可产生大量活性物质,对物质提取分离有利。银杏作为药用价值极高的树种,用途广、综合价值高,是集果用、药用、食用、材用、绿化观赏一体的多功能长效益树种。银杏叶含有多种化学成分,主要包括黄酮类、萜类、多糖类、酚类、有机酸、生物碱、氨基酸、甾体化合物、微量元素等,其中最主要的药用价值成分是黄酮类和萜类。通过对银杏叶中活性物质的提取方法和分析方法进行探索和研究,构建新的银杏叶活性物质提取方法,不仅对银杏叶活性成分物质的提取和应用具有重要意义,对其他同类中药的利用和使用也具有借鉴意义。参考文献 1 周伟.治疗血管性痴呆的中药研究进展J.中西医结合研究,2016,8(1):4750.2 刘磊,卫昊,陈丹丹,等.银杏叶提取物调控 TLR4/NF-B 通路减轻急性脑缺血小鼠脑皮质缺血研究J.中草药,2019,50(21):52825288.3 张鹏飞,廖丽君,邓祯,等.银杏叶提取物的药理作用及其临床应用研究进展J.辽宁中医杂志,2017,44(2):426429.4 周锦龙.银杏叶提取物对蛋鸡生产性能和胆固醇代谢的影响D.广州:华南农业大学,2016.5 杨杰,沙金丹,高翔,等.黄酮类化合物的免疫调节作用及机制J.动物营养学报,2017,29(12):42954300.6 豆佳媛,雷黛旖,逯莉,等.超声波辅助法提取银杏叶多糖的工艺研究J.化学与生物工程,2020,37(11):5154.7 刘晶芝,赵永光,冯玉珠,等.超声法提取银杏叶黄酮类化合物的工艺研究J.安徽农业科学,2007,35(14):41054106,4119.8 蔡锦源,王萌璇,韦坤华,等.银杏黄酮的提取及纯化方法研究进展J.应用化工,2017,46(5):982985.9 张晓娟,赵正栋,张辰露,等.复合酶预处理法对银杏叶总黄酮和总内酯提取率的影响J.中成药,2018,40(8):18481851.10 曹晓辉.超声波是如何发现的J.家庭生活指南,2019(7):10.11 LI C Y,ZHANG Y K,ZHAO C J,et al.Ultrasonic assisted-reflux synergistic extraction of camptothecin and betulinicacid 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